公路隧道施工技术规范辅助施工方法.doc

13 辅助施工方法

13.1 适用范围及一般规定

13.1.1 在浅埋、严重偏压、岩溶流泥地段、砂土层、砂卵(砾)石层、自稳性差的软弱破碎地层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段进行施工时，可采用辅助施工方法对地层进行预加固、超前支护或止水。
13.1.2 采用辅助施工方法施工时，应遵守下列规定：
(1)应根据工程地质及水文地质条件、施工队伍的技术水平、机械设备状况等，选用辅助施工方法，并做好相应的工序设计；
(2)应按采用的辅助施工方法，准备所需的材料及机具，制订有关的安全施工条例；
(3)施工中应经常观察地形、地貌的变化以及地质和地下水的变异情况，预防突然事故的发生；
(4)作好详细的施工记录；
(5)必须坚持先支护(强支护)、后开挖(短进尺、弱爆破)、快封闭、勤量测的施工原则。

13.2 稳定开挖面的方法

13.2.1 稳定开挖面、防止地表地层下沉不宜用下列辅助施工方法：
(1)地面砂浆锚杆；
(2)超前锚杆或超前小钢管支护；
(3)管棚钢架超前支护；
(4)超前小导管预注浆；
(5)超前围岩预注浆加固(包括周边劈裂预注浆、周边短孔预注浆)。
13.2.2 地面砂浆锚杆的施工应符合下列要求：
(1)锚杆宜垂直地表设置，根据地形及岩层层面具体情况也可倾斜设置；
(2)锚杆长度可根据隧道覆盖层厚度和实际施工能力确定；
(3)砂浆锚杆的施工应按本规范7.2节有关规定执行。
13.2.3 超前锚杆或超前小钢管支护施工应符合下列要求：
(1)超前锚杆或超前小钢管支护宜和钢架支撑配合使用并从钢架腹部穿过；
(2)超前锚杆或超前小钢管支护与隧道纵向开挖轮廓线间的外插宜为5～10°长度应大于循环进尺，宜为3～5m；
(3)超前锚杆宜用早强水泥砂浆锚杆；
(4)超前小钢管顶入钻孔长度不应小于管长的90%。
13.2.4 管棚钢架超前支护施工应符合下列要求：
(1)检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求。
(2)钢架安装垂直度允许误差为±2°，中线及高程允许误差为±5cm
3)在钢架上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。孔深不宜大于10m，一般为10～45m。孔径比管棚钢管直径大20～30mm。钻孔环向中心间距视管棚用途确定。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
(4)将钢管打入管棚孔眼中。管棚钢管外径宜为φ70～180mm。长度宜为4～6m。接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，丝扣长度不应小于15cm。接头应在隧道横断面上错开。
(5)当需增加管棚钢架支护的刚度时，可在钢管内注入水泥砂浆。水泥砂浆应用牛角泵灌注。封堵塞应有进料孔和出气孔，在出气孔流浆后，方可停止压注。
13.2.5 超前小导管预注浆的施工应符合下列要求：
(1)小导管采用φ32mm焊接钢管或φ40mm无缝钢管制作，长度宜为3～5m。管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径宜为φ6～8mm。
(2)沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10～30°的外插角钻孔，将小导管打入地层。亦可在开挖面上钻孔将小导管打入地层。小导管环向间距为20～50cm。
(3)小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为5～10cm混凝土或用模筑混凝土封闭。
(4)注浆压力应为0.5～1.0MPa。必要时可在孔口处设置止浆塞。止浆塞应能承受规定的最大注浆压力或水压。
(5)注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为4～8h。开挖时应保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。
13.2.6 超前围岩预注浆加固施工应符合下列规定：
(1)注浆孔的布置角度及深度应符合设计要求。孔口的位置与设计位置的允许偏差为±5cm；孔底位置偏差应小于孔深的10‰。
(2)注浆钻孔应作到：孔壁圆、角度准，孔身直，深度够，岩粉清洗干净。当出现严重卡钻、孔口不出水时应停止钻孔，立即注浆。
(3)钻孔结束后应掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，才可安设注浆管。
(4)注浆前应平整注浆所需场地，检查机具设备，作好止浆墙，并准备注浆材料。
(5)注浆压力应根据岩性、施工条件等因素在现场试验确定。
(6)注浆方式可根据地质条件、机械设备及注浆孔的深度选用前进式、后退式或全孔式。注浆顺序为先注内圈孔，后注外圈孔；先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆，则可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后，应利用止浆阀保持孔内压力，直至浆液完全凝固。
(7)注浆作业应符合下列要求：
①浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求，不得任意变更。
②应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理；
③采用双液注浆时，应经常测试混合浆液的胶凝时间，发现与设计不符，应立即调整。
(8)注浆结束的条件如下：
①单孔结束条件：注浆压力达到设计终压；浆液注入量已达到计算值的80%以上。
②全段结束条件：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况。
(9)注浆后必须对注浆效果进行检查，如未达到要求，应进行补孔注浆。
(10)注浆后至开挖前的时间间隔，可按本节13.2.5.6款执行。开挖时应按设计要求留设止浆岩盘。
13.2.7 注浆材料应根据地质条件及涌水情况确定。
(1)断层破碎带和砂卵石地层，当裂隙宽度(或粒径)大于1mm时，加固地层或堵水注浆宜优先采用水泥类浆液和水泥-水玻璃浆液。
采用水泥浆液时，水灰比可采用0.8∶1～2∶1。需缩短胶凝时间，可加入食盐、三乙醇胺速凝剂。
采用水泥-水玻璃浆液，应根据胶凝时间配制。一般水泥浆液的水灰比为0.8∶1～1.5∶1；水玻璃浓度为24～40°Be水泥浆与水玻璃的体积比宜为1∶1～1∶0.3。
(2)断层泥地带，当裂隙宽度(或粒径)小于1mm时，加固注浆宜优先采用水玻璃类和木胺灯浆液。
(3)中、细、粉砂层及细小裂隙岩层、断层泥地段，宜采用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学类浆液。
13.2.8 注浆机具设备应性能良好，操作应简便，并应满足使用的要求。
13.2.9 可选用遮挡壁法、特殊钢背板顶进行法、锚索法以及钢筋混凝土管桩加固法等，稳定开挖面、防止地表地层下沉。

13.3 涌水的处理方法

13.3.1 根据设计文件对隧道可能出现涌水地段的涌水量大小、补给方式、变化规律及水质成分等进行详细调查，选择既经济合理，又能确保围岩稳定，并保护环境的治水方案。
处理涌水可采用下列辅助施工方法：
(1)超前钻孔或辅助坑道排水；
(2)超前小导管预注浆；
(3)超前围岩预注浆堵水；
(4)井点降水及深井降水。
13.3.2 采用辅助坑道排水时，应符合下列要求：
(1)坑道应和正洞平行或接近平行；
(2)坑道底标高应低于正洞底标高；
(3)坑道应超前正洞10～20m，至少应超前1～2个循环进尺。
13.3.3 采用超前钻孔排水时，应符合下列要求：
(1)应使用轻型探水钻机或凿岩机钻孔；
(2)钻孔孔位(孔底)应在水流上方。钻孔时孔口应有保护装置，以防人身及机械事故；
(3)采取排水措施，保证钻孔排出的水迅速排出洞外；
(4)超前钻孔的孔底应超前开挖面1～2个循环进尺。
13.3.4 超前围岩预注浆堵水施工除应符合本章13.2.6条外，尚应符合下列规定：
(1)注浆段的长度应根据地质条件、涌水量、机具设备能力等因素确定，一般宜在30～50m 之间；
(2)钻孔及注浆顺序应由外圈向内圈进行，同一圈钻孔应间隔施工；
(3)浆液宜采用水泥浆液或水泥-水玻璃浆液。
13.3.5 井点降水施工应符合下列规定：
(1)井点的布置应符合设计要求。当降水宽度小于6m，深度小于5m时，可采用单排井点。井点间距宜为1～1.5m。
(2)有地下水的黄土地段，当降水深为3～6m时，可采用井点降水；当降水深度大于6m 时，可采用深井井点降水。
(3)滤水管应深入含水层，各滤水管的高程应齐平。
(4)井点系统安装完毕后，应进行抽水试验，检查有无漏气、漏水情况。
(5)抽水作业开始后，宜连续不间断地进行抽水，并随时观测附近区域地表是否产生沉降，必要时应采取防护措施。
13.3.6 深井井点降水施工应符合下列要求：
(1)在隧道两侧地表面布置井点，间距为25～35m。井底应在隧底以下3～5m；
(2)作好深井抽水时地面的排水工作。